Question

5．乙二酸（HOOC-COOH）俗称草酸．某校学生为探究乙二酸的部分化学性质，进行了下述实验：

（1）向如图1的A试管中加入一定量的乙醇、浓硫酸和乙二酸，用酒精灯小火均匀加热试管 3～5min，在B试管中有油状液体产生，若反应中生成了分子中含有六个碳原子的化合物，该反应的化学方程式为：HOOCCOOH+2CH₃CH₂OH$?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₃CH₂OOC-COOCH₂CH₃+2H₂O；饱和碳酸钠溶液的作用是：除去酯中混有的乙二酸和乙醇，同时减小酯在水中的溶解度，便于分层析出；A 试管中的物质发生反应可能还会生成一种能使溴水褪色的有机化合物，请写出生成此化合物的化学方程式：CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₂=CH₂↑+H₂O
（2）已知：草酸分解的化学方程式为：H₂C₂O₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H₂O+CO₂↑+CO↑．某校同学设计了一套如图2所示的实验装置（夹持固定装置已略去，必要时可加热．），利用分解产物来完成以下性质探究实验．
将上述反应产生的混合气体按 C→A（内放置 CuO）→A（内放置 Na₂O₂）→B的顺序通入装置中，回答下列问题：
①需要加热的仪器装置有g、k、m（选填 g、k、m、n）；
②A内放置CuO 的作用是除去混合气体中的CO
③B 中发生反应的化学方程式为2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O．

Answer 1

分析 （1）乙醇和乙二酸在浓硫酸的作用下，发生酯化反应，若反应中生成了分子中含有六个碳原子的化合物，则在B试管中有油状液体为CH₃CH₂OOC-COOCH₂CH₃，其中有乙醇、乙二酸等杂质，用饱和碳酸钠溶液吸收主要目的是得到较纯的CH₃CH₂OOC-COOCH₂CH₃，在浓硫酸加热的条件下，乙醇可能产生乙烯，乙烯能使溴水褪色；
（2）将H₂O、CO₂、CO的混合气体通过浓硫酸，水份被吸收，得干燥的CO₂、CO，CO₂、CO混合气体再通过A（内放置 CuO）在加热条件下将CO氧化成CO₂，再通过A（内放置 Na₂O₂）得O₂，O₂通入B与乙醇形成蒸气，在铜网作催化剂的条件下加热得乙醛，B装置中后面的试管中得乙醛溶液，据此答题；

解答 解：（1）乙醇和乙二酸在浓硫酸的作用下，发生酯化反应，若反应中生成了分子中含有六个碳原子的化合物，则在B试管中有油状液体为CH₃CH₂OOC-COOCH₂CH₃，反应的化学方程式为：HOOCCOOH+2CH₃CH₂OH$?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₃CH₂OOC-COOCH₂CH₃+2H₂O，油状液体中有乙醇、乙二酸等杂质，用饱和碳酸钠溶液吸收主要目的是除去酯中混有的乙二酸和乙醇，同时减小酯在水中的溶解度，便于分层析出，得到较纯的CH₃CH₂OOC-COOCH₂CH₃，在浓硫酸加热的条件下，乙醇可能产生乙烯，反应的化学方程式为CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₂=CH₂↑+H₂O，
故答案为：HOOCCOOH+2CH₃CH₂OH$?_{△}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₃CH₂OOC-COOCH₂CH₃+2H₂O；除去酯中混有的乙二酸和乙醇，同时减小酯在水中的溶解度，便于分层析出；CH₃CH₂OH$→_{170℃}^{浓H_{2}SO_{4}}$CH₂=CH₂↑+H₂O；
（2）将H₂O、CO₂、CO的混合气体通过浓硫酸，水份被吸收，得干燥的CO₂、CO，CO₂、CO混合气体再通过A（内放置 CuO）在加热条件下将CO氧化成CO₂，再通过A（内放置 Na₂O₂）得O₂，O₂通入B加热条件下与乙醇形成蒸气，在铜网作催化剂的条件下加热得乙醛，B装置中后面的试管中得乙醛溶液，
①根据上面的分析可知，需要加热的仪器装置有g、k、m，
故答案为：g、k、m；
②A内放置CuO 的作用是除去混合气体中的CO，
故答案为：除去混合气体中的CO；
③B中发生反应为乙醇的催化氧化，反应的化学方程式为2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O，
故答案为：2CH₃CH₂OH+O₂$→_{△}^{Cu}$2CH₃CHO+2H₂O．

点评 本本题考查已二酸的分解以及溶液离子浓度的大小比较，题目较为综合且具有一定难度，做题时注意抓住反应的现象，以此推断物质可能具有的性质，题目难度中等．